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重力储能设备

成果类型:: 发明专利,软件著作权

发布时间: 2022-12-07 20:51:54

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 陈琳 | 2022-12-07 20:51:54

我司的利用尾矿、煤矸石等其固废资源,将其制成强度在C20-C30,体积为1-8立方米的正立方体材料,作为重力势能的存储体;或者将废旧矿山改造将大量尾矿,煤矸石等封存在存储体内,利用矿山高低起伏的地势,利用自主研发的吊装设备,可实现在存储体的升高和降低过程中将重力势能转化为电能的效果。工作原理:在夜间用电波谷时间,将若干立方体从矿山地势较低的位置升高到较高的位置,在白天用电高峰时期,将若干立方体从矿山地势较高的位置降高到较低的位置,在正立方体下降过程中,其重力势能将吊装的线缆带动线缆轴转动,线缆轴带动发电轮轴也一同旋转从而发电。同时在正立方体耗电上升过程中,线缆轴的转动同时可以发电回收部分耗电。这种物理储能,具有超低自身耗电的特点,同时具有跨季度,跨年储能的特点,大大补充了电化学储能的不足。同时储能材料就地取材,因地制宜,一举多得地解决了矿山等对于尾矿资源化利用的需求,同时解决在碳达峰要求下对电力储能的需求。在“新型电力系统”的推进中,由于风、光等新能源发电的不稳定性,需投入大量的储能设备来稳定其对电网的冲击,该技术的低成本优势与取材的广泛性可满足我国大规模的独立储能、共享储能的需求。

该储能技术的亮点如下:1. 这种储能技术对自然环境要求低,可适应大部分恶劣环境;2. 储能的能量存储重力势能周期长;储能单元寿命长,可达30年至50年;3. 综合成本低、综合寿命长、综合效益高、维护成本低、材料无毒无害,可助力构建新型电力系统;4. 耗电或充电过程具有能量回收特点;5. 部署灵活,储能正立方体单元制作便捷,可随时制作;6. 同时在各大矿山实现资源化利用改善尾矿,煤矸石对环境的污染,符合《关于“十四五”大宗固体废弃物综合利用的指导意见》,以及《2030年前碳达峰行动方案》;7. 存储的电能稳定,几乎无自身耗电;8. 有效补足电化学储能的不足,比抽水蓄能等更具部署的灵活性;9. 类似技术在国外已在实施中,我司技术创新填补国内空白;10. 储能材料成本低,来源广泛,尾矿目前被征收资源税,所以诸多矿山在积极寻找尾矿资源化利用的途径。。11. 既解决矿山的污染问题,又解决矿山高能耗需求扩张的矛盾,又解决光伏,风力发电间断性带来的电网冲击与弃电的风险;12. 储能单元可用于碳捕捉后的封存容器,利用“碳”发电。

本项目研制的重力储能设备可应用于独立储能、共享储能、分布式储能等场景。

    对于我国新能源发电资源富集的省份及矿山资源丰富、尾矿煤矸石等一般工业固废产量、存量巨大的省份都适合。该应用可一边消纳大量的一般工业固废,同时可帮助该省份构建新型电力系统,帮助其优化风、光发电的出力情况,解决弃风、弃光问题,削峰填谷,实现新能源出力的并网稳定性。

    同时,由于该技术的无毒,不燃不爆炸的特点,及对部署环境无高低温限制等,也适合应用于广袤的陕甘宁、山西、山东、内蒙、新疆、青海、西藏、云贵川、福建、广东、广西、湖南、湖北、河南、河北、海南、黑吉辽等全国大部分山区、矿区、新能源出力富集地区、新能源出力波动较大或巨大的地区、需要快速大规模调峰调频储能设备的地区、以及探索新型电力系统建设迫切的地区。

范鹏,苏州重于山的创始人之一,CEO,比利时根特大学公司金融硕士,负责该技术的总体构想、研发与项目落地;10余年海外工作与创业经验,国内丰富的分布式光伏、储能开发、投资与管理经验;2012年在欧洲进入电动汽车领域工作,2014年被派到上海工作负责亚太地区项目直至2018年,客户包括日产、村田、索尼、三星SDI、宁德时代、北汽新能源、理想汽车、零跑汽车、TUV南德、TUV莱茵等;获奖情况包括上海市建言献策优秀成果奖,上海市欧美同学会民间智库三等奖,2021年上海市欧美同学会民间智库年度课题《探讨促进长三角分布式综合能源管理与储能协调优化发展》; 吴博士,苏州重于山的创始人之一,CTO,获得国内外材料学双博士学位,获得荣誉有日内瓦发明奖陪审团特许金奖,是该技术材料领域核心技术负责人; 研发团队主要来自欧洲的海归硕博团队,例如比利时根特大学,哈工大、同济大学等土木工程,涉及领域包括材料学、自动化、人工智能及焊接的博士及硕士。

为了研发该成果,研发分为3个部分,即储能单元材料研发、重力发电设备研发与智能化重力储能管理系统。

    对于储能单元材料研发是基于我司自成立以来对于一般工业固废资源化利用的研发基础上迭代开发的。该类技术投资已经取得的收益上百万元。对尚需完善的技术,预期需要再投入百万元经费的金额及半年时间,追求更低成本的竞争优势等,同时完成针对全国主要一般工业固废产地的低成本储能材料的研发及小试、中试。

    对于重力发电设备研发已投入近百万元,并形成重型化与轻型化两个技术路线的具体规划。该类研发尚未取得收益,并在原型设备验证中。

    智能化重力储能管理系统是基于我司已获得软著技术固废AI管理平台的迭代,该类技术投资已经取得的收益上百万元,但针对智能化重力储能管理系统的研发投入仍处在早期。

    同时一般工业固废资源化利用是保护自然资源或生态环境的重要途径,是《关于“十四五”大宗固体废弃物综合利用的指导意见》的中重点,且2021.10.26由国务院印发《2030年前碳达峰行动方案》要求重点实施循环经济助力降碳行动、绿色低碳科技创新行动等“碳达峰十大行动”;我国一般工业固废存量约800亿吨,年增量30多亿吨,尾矿库8000多座,因此一般工业固废资源化利用也是保障国家和人民的财产安全,生态资源的重要途径;改善人民物质、生活及健康水平等方面所起的作用。

    对于独立储能、共享储能、分布式储能市场可弥补电化学储能的不足,配合电化学储能形成多能互补的储能形态,实现综合成本低,综合寿命长,综合效益高的储能应用。

我司目前寻找天使轮融资,融资金额1200万,出让15%的股权,其中800万用于示范储能站的投资建设,并愿对此投资与投资人签订对赌协议,保证其投资收益。

    对于该技术可同时作价入股与某地的独立储能、共享储能项目、分布式储能项目;也可合作开发某地的独立储能、共享储能项目。

    同时我司广泛提供技术咨询,技术服务,希望可以率先建成100MWH的储能项目。

    成果转化与落地希望是在以下地区:

    1、煤矸石等一般工业固废产量巨大的地区,如内蒙古、山西等;

    2、风沙灾害较强的地区,如新疆等;

    3、高温高湿高盐的地区,如海南、浙江等;

    4、水利发电枯水期对于当地生产生活用电影响巨大的地区,如四川等。

    5、冬季严寒温度过低的地区,利用当地现有的一般工业固废建设重力储能项目。